(57)【要約】  【課題】  マイクロウエーブプラズマのその腔体が激発したプラズマ面積が小さく、性能が不安定であるという問題を解決する。  【解決手段】  一種の新しい幾何構造の形態のマイクロウエーブ腔体を設計して、有効に安定で且つ、大区域のマイクロウエーブプラズマを発生させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の半楕円球腔体と、マイクロウエーブフィード装置及びプラズマ腔体を含む多数個の楕円球プラズマであって、その特徴は；
該複数個の半楕円球腔体は、楕円の凸面を上向きの半楕円球の平面を実質的に水平に設け、その中の各半楕円球腔体の第一フォーカスは互いに近い方式で一つの区域に設置する；
該マイクロウエーブフィード装置は、マイクロウエーブを個別に該複数個の半楕円球腔体の各第二フォーカスの所から該当の半楕円球腔体の中にフィードする；
該プラズマ腔体は、その中に一つのボール形の構造があって、該ボール形の構造の内部は該複数個の半楕円球腔体の隔離方式で集中して設けた各第一フォーカスを含み、そして、該プラズマ腔体の中でマイクロウエーブエレクトリックフィールド分布を形成することができ、これによって激発してプラズマを発生することができるように構成して成る多数個楕円球プラズマ装置。
【請求項２】
上記プラズマ腔体は、一歩すすんで反応気体フィード装置と、ガス抜きシステムを含む；
該反応気体フィード装置は、プラズマの発生に必要の気体を該プラズマ腔体内に供給する；
該ガス抜きシステムは、該プラズマ腔体の中に発生するプラズマに必要の圧力条件を提供することを特徴とする請求項１記載の多数個楕円球プラズマ装置。
【請求項３】
上記ボール形構造の中に一歩すすんでエレクトリックフィールド調整機構を設けて、該マイクロウエーブエレクトリックフィールド分布を調整することを特徴とする請求項１記載の多数個楕円球プラズマ装置。
【請求項４】
上記プラズマ腔体の中に一歩すすんで上げ下げ機構を設けて該ボール形構造の位置を調整することができることを特徴とした請求項１記載の多数個楕円球プラズマ装置。
【請求項５】
上記プラズマ腔体は円柱形状の腔体であることを特徴とする請求項１記載の多数個楕円球プラズマ装置。
【請求項６】
上記マイクロウエーブフィード装置はウエードガイドパイプを使用してマイクロウエーブを入力することを特徴とした請求項１記載の多数個楕円球プラズマ装置。
【請求項７】
前記の該マイクロウエーブフィード装置は、シングルスピンドルアンテナを使用したマイクロウエーブを入力することを特徴とする請求項１記載の多数個楕円球プラズマ装置。
【請求項８】
上記マイクロウエーブフィード装置は、複数個のマイクロウエーブインプットソースを使用してマイクロウエーブを各別に該当の半楕円球腔体の中にインプットすることを特徴とする請求項１記載の多数個楕円球プラズマ装置。
【請求項９】
上記マイクロウエーブフィード装置は功率分配器を使用して、マイクロウエーブを単一マイクロインプットソースから該当の半楕円球腔体の中にインプットすることを特徴とする請求項１記載の多数個楕円球プラズマ装置。
【請求項１０】
上記マイクロウエーブフィード装置は、選択的にマイクロウエーブを部分の該複数個の半楕円球腔体の中にインプットすることを特徴とする請求項１記載の多数個楕円球プラズマ装置。
【請求項１１】
上記の該複数個の半楕円球腔体は二つの半楕円球腔体を使用することを特徴とする請求項１記載の多数個楕円球プラズマ装置。
【請求項１２】
上記複数個の半楕円球腔体は同一水平面上に設置していることを特徴とする請求項１記載の多数個楕円球プラズマ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプラズマ装置に関し、特に半楕円球を腔体にした大面積多数個楕円球プラズマ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プラズマは半導体産業方面で広く応用されている。例えば：薄フィルムの物理気相堆積スパッタリング（sputtering) ，プラズマ増強の化学気相堆積（PECVD chemical Vapor Deposition)とドライエッチング（Dry etching)等がある。現在での大面積マイクロウエーブプラズマの技術は研究開発を盛んに始めている段階である。特に、半導体産業で使用しているマイクロウエーブシステムは国外から輸入しているので、コストは非常に高くてメンテナンスも困難である。それに又、該大面積マイクロウエーブプラズマ技術は現在多くの問題が存在している。例えば、プラズマの形成が不安定、マイクロウエーブ面積が大きくなる等である。そこで、産業技術の促進のため並びにマイクロウエーブプラズマ技術を更に広く有効に応用させるために、上記の大面積マイクロウエーブプラズマの存在している問題を改善する必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記のような従来技術では、マイクロウエーブプラズマの腔体に対して激発したプラズマ面積が小さいと、プラズマの形成が不安定であるという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の問題を解決するために本発明は新しい幾何構造のマイクロウエーブ腔体を設計して、有効に安定、尚且つ、大区域のマイクロウエーブプラズマを形成することができる。      
【０００５】
本発明は、多数個楕円球プラズマ装置を提供し、マグネットウエーブの光学に類似した幾何特性を利用して、楕円曲線で形成した半楕円球でマイクロウエーブプラズマ腔体の一部分にして集ったマイクロウエーブを伝送する。本発明は、複数個の半楕円球、一つのプラズマ腔体とマイクロウエーブソースを含む；楕円球のフォーカシング（Focusing) の特性を利用して、マイクロウエーブソースのマイクロウエーブを個別に該複数個の半楕円球のその中の第一フォーカスの所から入力し、同時にマイクロウエーブプラズマフィールド形状は集中して、各楕円球の該プラズマ腔体の作用区の上側に近接した第二フォーカスの所に分布し、これによって該プラズマ腔体の中に大面積のエレクトリックフィールド分布を形成して、プラズマの激発の面積を増大する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の実施例の一の中では、両半楕円球をマイクロウエーブ腔体にし、楕円球の幾何条件を利用して、マイクロウエーブソースのマイクロウエーブを個別に二つの半楕円球の第一フォーカスの所から入力して、マイクロウエーブマグネットフィールドを分布で安定して各楕円球の第二フォーカス区域に集中するように形成し、そして、該両楕円球の第二フォーカスは互いに隣接した方式でプラズマ腔体の作用区の上側に分布して、大面積のエレクトリックフィールドを形成する。このような組合せでエレクトリックフィールド分布の面積を増大し、これによってエレクトリックフィールドの激発プラズマの区域を増加することができる。
【０００７】
本実施例の中の該球形の構造中には、尚、エレクトリックフィールドの調整機構が設けられていて、プラズマ腔体内のエレクトリックフィールドのフィールド形の分布を調整することができる。並びに、該プラズマ腔体の中に一つの上げ下げ機構が設けられていて、プラズマ形成の位置を調整することができる。好ましくは、該エレクトリックフィールド調整機構は、一本の調整棒の末端に一つの金属球を設けているのを利用し、球形構造の内部にある金属球の調整によってエレクトリックフィールドの形の分布を整える。該調整棒はギアセットを使用して、金属球を移動させて目的を達成させることができる。
【０００８】
本発明の別の一つの実施例の中では、功率分配器を利用して、単一マイクロウエーブソースのマイクロウエーブを該両半楕円球のマイクロウエーブ腔体の個別マイクロウエーブの入力口に入力することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の好ましい実施例を説明する。上記で述べた本発明の設計原理はマグネットウエーブの光学の幾何特性に類似した特性を利用して、マイクロウエーブを楕円球マイクロウエーブ腔体の中の第一フォーカスの所から入力し、同時にマイクロウエーブエレクトリックフィールドは集中して楕円球マイクロウエーブ腔体の中の第二フォーカスに分布する。該第二フォーカスもプラズマ腔体の中にマイクロウエーブプラズマフィールド形を形成する。
【００１０】
第１図は本発明の両半楕円球マイクロウエーブ腔体を例にした多楕円球プラズマ装置の細部の構造図を示す。これは、両マイクロウエーブソースを腔体に入力した実施例で、該二つの半楕円球腔体１，１１は凸面で上向きで水平に設け、その中の各該半楕円球腔体１，１１の第一フォーカス１ａ，１１ａは互いに近寄った、又は互いに隣接した方式で一つの区域に集中し、且つ、該第一フォーカス１ａ，１１ａが形成した区域はプラズマ腔体３の作用区の上側の所にある。二つのマイクロウエーブフィード装置２，２１は個別にマイクロウエーブを該半楕円球腔体１，１１の第二フォーカス１ｂ，１１ｂの所から入力する。マイクロウエーブは、マグネットウエーブの光学の幾何特性に類似しているので、これでマイクロウエーブソースから供給された該半楕円球腔体１，１１の中の第二フォーカス１ｂ，１１ｂの所を経て入力したマイクロウエーブは、楕円球腔体の円弧面を経由して反射し、集中して該半楕円球腔体１，１１の中の第一フォーカス１ａ，１１ａの所に分布して伝送する。該第一フォーカス１ａ，１１ａもプラズマ腔体３の作用区の上側の中にあるので、該プラズマ腔体３の作用区の中の反応ガスは建立されたマイクロウエーブエレクトリックフィールドの作用によってプラズマを発生する。図の中の該プラズマ腔体３に連結された作用区の反応気体フィード装置４は、プラズマ発生に必要の気体を該プラズマ腔体３の作用区内に提供する。該反応気体はメタン、炭酸ガス、炭素を含む気体等であることができて、ナノ炭素管を形成する。ガス抜きシステム５は、該プラズマ腔体３の作用区内に発生したプラズマに必要の圧力条件の調節に使用する。
【００１１】
該両半楕円球マイクロウエーブ腔体の実施例の中で、該プラズマ腔体３の作用区の中は一つの球形構造６を設計することができる。そして、該区域の所の両半楕円球腔体１，１１の第一フォーカス１ａ，１１ａも該球形構造６の中にある。これで、両半楕円球マイクロウエーブ腔体は二つの楕円曲線及び、一つの球形構造で形成した両半楕円球構造である。該球形構造は、一つの撮影設備があって、エレクトリックフィールドの分布状況を視察することができる。その中のマイクロウエーブフィードとプラズマの形成は、楕円曲線の分布のフォーカスの付近にあり、且つ、該球形構造６の中にエレクトリックフィールド調整機構７を設けて、該プラズマ腔体３の作用区内に形成したマイクロウエーブエレクトリックフィールドの分布の調整に使用することができる。又、比較的よい方式では、該エレクトリックフィールド調整機構は一本の調整棒の先端に一つの金属ボールを設けているのを利用し、ボール形構造内部の金属ボールの調整によってエレクトリックフィールドのフィールド形の分布を変える。該調整棒は、ギヤセットを使用して金属ボールの移動の目的を達成することができる。該プラズマ腔体３は、一つの円柱腔体で該円柱腔体の上側には一つの石英ガラス板が設けられている。且つ、該真空プラズマ腔体３の底端には一つの上げ下げ機構８を設けることができる。更に、該上げ下げ機構の頂端には一つの受け取り盤があって、プラズマを該受け取り盤上に形成させることができる。該ナノ炭素管又はダイヤモンドに類似した石墨の成長はこの真空プラズマ腔体３の中で進行する。
【００１２】
第２図は、本発明の両半楕円球マイクロウエーブ腔体を実施例にした多数個楕円球プラズマ装置の別の実施例の示意図である。功率分配器９を利用して単一マイクロウエーブソースのマイクロウエーブを両半楕円球腔体１，１１の個別のマイクロウエーブ入力口１ｂ，１１ｂに入力させる。
【００１３】
本発明の中の該半楕円球腔体１，１１は、違った水平面上に設置することができる；該プラズマ腔体３は円柱形腔体である。その他の形状の腔体にすることもできる。該マイクロウエーブフィード装置２，２１は、ウエーブガイド管、或いはシングルシャフトアンテナを使用してマイクロウエーブの入力をすることができる。以上の各種の変化の応用は状況の需要に基づいて設計を行う。その他は第１図に説明したものと同じであるからその説明を省略する。
【００１４】
第３図は、本発明の多数個楕円球プラズマ装置は複数個の半楕円球腔体１２を使用してマイクロウエーブプラズマのフィールド型をガイドしてプラズマ腔体３の中と、該複数個の半楕円球腔体１２の交差して配置した第一フォーカス上に分布し、該プラズマ腔体３に大面積のエレクトリックフィールド分布を形成して激発プラズマの面積を増大させることができる。その中のマイクロウエーブフィード装置２，２１は、選択性的にマイクロウエーブを部分的の該複数個の半楕円球腔体１２の中に入力することができる。複数個の半楕円球腔体１２は、マイクロウエーブプラズマのフィールド型をガイドしているので適正に調整することができる。これによって安定したエレクトリックフィールド分布を提供して、安定してプラズマを発生することができる。
【００１５】
本発明は簡単に各種の修正と、形式の代替ができることはすでに図示例を参照して詳細に説明したのであるが、しかし、上記の特定の実施例の説明は本発明の特定の形式を制限するものではない。特に強調する点は、若しも本発明の構想、形状を一部変更した後に生じた効果、作用が本明細書と図面を含む範囲である場合は、すべて本発明の範囲に属することは当然である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の両マイクロウエーブソース両半楕円球マイクロウエーブ腔体システムの示意図である。
【図２】本発明の第二実施例の単マイクロウエーブソース両半楕円球マイクロウエーブ腔体システムの示意図である。
【図３】本発明の複数個の半楕円球マイクロウエーブ腔体の平面図である。
【符号の説明】
【００１７】
１，１１        半楕円球腔体
１ａ，１１ａ    第一フォーカス
１ｂ，１１ｂ    第二フォーカス（マイクロウエーブ入力口）
２，２１        マイクロウエーブフィード装置
３              プラズマ腔体
４              反応気体フィード装置
５              ガス抜きシステム
６              球形構造
７              エレクトリックフィールド調整機構
８              上げ下げ機構
９              功率分配器
１２              複数個半楕円球腔体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【外国語明細書】
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